DE10241261A1 - Protective lighting for surgical microscopes - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein (Ophthalmo)-Operationsmikroskop mit einem in den Beobachtungsstrahlengang eingespiegelten Beleuchtungsstrahl (13), welcher zur Schonung eines im Objektfeld (11) liegenden Gewebes, insbesondere eines Patientenauges, gepulst oder/und gescannt ist.The invention relates to an (ophthalmic) surgical microscope with an illumination beam (13) reflected in the observation beam path, which is pulsed and / or scanned to protect tissue located in the object field (11), in particular a patient's eye.

Description

Operationsmikroskope senden zur Beleuchtung des Operationsfeldes sehr helles Licht aus. Dieses kann bei Augenoperationen zu Schädigungen der Netzhaut oder der Kornea des Patientenauges führen. Es wurden intensive Anstrengungen unternommen, dieses zu verhindern.Surgical microscopes send for illumination very bright light from the surgical field. This can be the case with eye surgery to damage the The retina or the cornea of the patient's eye. There have been intense efforts undertaken to prevent this.

Folgende Möglichkeiten kennt man aus dem Stand der Technik: US-A-4715704 offenbart unter dem Namen einer sogenannten „Lichtfalle" eine Retinaschutzblende. Eine lichtundurchlässige Blende im Beleuchtungsstrahlengang wird in das Objektfeld abgebildet und verdunkelt dort den zentralen Teil des Leuchtfeldes. Der Operateur muss das Patientenauge so ausrichten, dass es in diesem verdunkelten Bereich zu liegen kommt. Das ist vom Operationsablauf her unpraktisch und die Sicht des Operateurs wird eingeschränkt.The following options are known from the prior art: US-A-4715704 discloses a retina protection screen under the name of a so-called "light trap". An opaque screen in the illumination beam path is imaged in the object field and darkens the central part of the light field there. The operator must align the patient's eye so that it comes to lie in this darkened area is impractical in terms of the operational sequence and the operator's view is restricted.

Aus DE-A1-19538382 ist eine Schutzeinrichtung bekannt, die über eine Abstandsmessung die Helligkeit reduziert, die Beleuchtung abschaltet oder einen Warnton oder ein -signal abgibt, sobald der Abstand bei eingeschalteter Beleuchtung zum Patientenauge zu gering wird.Out DE-A1-19538382 A protective device is known which reduces the brightness by means of a distance measurement, switches off the lighting or emits a warning tone or signal as soon as the distance to the patient's eye becomes too small when the lighting is switched on.

Somit wird aber der Schutz des Patientenauges mit einer Reduktion der Objektfeldhelligkeit erkauft.This will protect the patient's eye bought with a reduction in object field brightness.

In DE-A-10108254 wurde eine weitere Schutzvorrichtung vorgestellt, welche mit Hilfe von spektralselektiv wirkenden Filtern die Lichtintensität reduziert. Diese Filter verändern allerdings den Farbeindruck des Beleuchtungslichts, was u. U. unerwünscht sein kann.In DE-A-10108254 Another protective device was presented, which reduces the light intensity with the help of spectrally selective filters. However, these filters change the color impression of the illuminating light, which u. U. may be undesirable.

Des Weiteren ist in der US-A-4948247 die Kombination eines Mikroskops mit einem Stroboskop vorgesehen, jedoch um von bewegten Objekten ein still stehendes Bild zu erzeugen und außerdem nicht zum Schutz von Patientenaugen ausgelegt ist.Furthermore, in the US-A-4948247 the combination of a microscope with a stroboscope is provided, however, in order to generate a still image of moving objects and, moreover, is not designed to protect patient eyes.

Eine bisher noch nicht optimal gelöste Aufgabe ist es somit: Einerseits muss das Patientenfeld sehr hell ausgeleuchtet werden, andererseits soll so wenig Licht wie möglich auf das Patientenauge fallen.A task that has not yet been optimally solved So it is: On the one hand, the patient field must be illuminated very brightly on the other hand, there should be as little light as possible on the patient's eye fall.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, im Rahmen dieses Widerspruchs einen möglichst effizienten Schutz bei bestmöglicher Ausleuchtung zu finden.Object of the present invention it was therefore possible, within the framework of this contradiction efficient protection with the best possible Find illumination.

Der Erfinder erkannte, dass diesem Widerspruch mit folgendem erfindungsgemäßen Gedanken Abhilfe geschaffen werden kann: Es ist nicht nötig, dass eine zeitlich kontinuierlich strahlende Lichtquelle verwendet wird, eine bestimmte gepulste Lichtstrahlung genügt für die gleiche Wahrnehmung der Beleuchtung. Gepulste Lichtstrahlung bringt jedoch weniger Energieeintrag in das Auge. Gemäß dem Talbot-Plateauschen Satz rufen nämlich rasch aufeinanderfolgende periodische Lichtreize oberhalb der Flimmergrenze die gleiche Empfindung wie ein Dauerreiz hervor, bei welchem die in den periodischen Reizen vorhandene Lichtmenge gleichmäßig über die ganze Zeit verteilt ist (N. Schober, „Das Sehen", Bd. II, Leipzig 1958).The inventor recognized that this Contradiction with the following inventive idea remedy can become: it is not necessary that uses a light source that radiates continuously over time a certain pulsed light radiation is sufficient for the same perception of the Lighting. However, pulsed light radiation brings less energy input in the eye. According to the Talbot plateau Call sentence rapidly successive periodic light stimuli above the flicker limit the same sensation as a permanent stimulus in which the The amount of light present in the periodic stimuli is uniform over the is distributed all the time (N. Schober, "Das See", Vol. II, Leipzig 1958).

Demnach ist für kurz dauernde Lichtreize das Produkt aus Netzhautbeleuchtungsstärke und Reizdauer im Beobachterauge des Operateurs und dementsprechend das Produkt aus Lichtstrom und Reizdauer, also die Lichtmenge, für die Empfindung des Operateurs maßgebend. Dabei ist es gemäß N. Schober gleichgültig, ob die Hellzeiten und die Dunkelzeiten untereinander gleich oder verschieden lang sind; die einzige Bedingung ist die Überschreitung der Flimmergrenze.So that's for short-lasting light stimuli Product of retinal illuminance and duration of stimulus in the observer's eye the surgeon and accordingly the product of luminous flux and duration of stimulus, so the amount of light for the surgeon's feeling is decisive. It is according to N. Schober indifferent, whether the light times and the dark times are the same as each other or are of different lengths; the only condition is exceeding the Critical flicker.

Mit zunehmender relativer Länge der Dunkelzeit wird lediglich der Lichteindruck entsprechend der abnehmenden Reizdauer innerhalb der Gesamtzeit schwächer, befolgt aber weiter den Talbot-Plateauschen Satz.With increasing relative length of the Dark time is only the light impression corresponding to the waning Duration of stimulus weaker within the total time, but continues to follow Talbot plateaus set.

Erfindungsgemäß macht man sich nun diese an sich bekannte Erkenntnis zu Nutze, indem insgesamt weniger Lichtenergie das Patientenauge trifft und es somit geschont wird, der Beobachter jedoch genügend Reizinformation für sein Auge erhält. Die vorliegende Erfindung verwertet also einen Nebeneffekt des Talbot-Plateauschen Satzes dahingehend, dass bei noch gleichbleibender oder annähernd gleichbleibender Wahrnehmung durch den Beobachter weniger Lichtenergie zum Ausleuchten des Patientenauges zur Verfügung steht und letzteres dadurch geschont wird.According to the invention, this is now put on make use of known knowledge by using less light energy overall the observer hits the patient's eye and is therefore spared however enough Stimulus information for gets his eye. The present invention thus exploits a side effect of the Talbot-Plateau theorem to the extent that with the same or approximately the same Perception by the observer less light energy to illuminate of the patient's eye stands and the latter is spared.

Ein auf den ersten Blick ähnlicher Erfindungsgedanke ist in US-A-4782386 verwirklicht, wo eine stroboskopische Beleuchtung für ein Endoskop vorgesehen ist, (wohl) zur Minderung der Erhitzung des beleuchteten Gewebes durch eine herkömmliche, heißere Lampe. Die Vorrichtung ist jedoch nur in Kombination mit einer Kamera geoffenbart und nimmt nicht Bezug auf die Bedingungen eines Beobachterauges und noch viel weniger auf die eines Patientenauges, bzw. auf den Prozess, dass ein Beobachterauge ein Patientenauge betrachtet.At first glance, a similar idea of the invention is in US-A-4782386 realizes where stroboscopic lighting for an endoscope is provided (probably) to reduce the heating of the illuminated tissue by a conventional, hot lamp. However, the device is only disclosed in combination with a camera and does not refer to the conditions of an observer's eye and much less to that of a patient's eye, or to the process that an observer's eye observes a patient's eye.

Zur Reduktion der Blendwirkung beim Autofahren ist in den Daimler-Chrysler-News vom 05.04.2000 ein System vorgestellt worden, welches ein gepulstes Laserlicht als (Zusatz-)Scheinwerfer mit einer Videokamera zur Beobachtung der Straße verbindet. Der Fahrer erhält dabei zusätzlich zu dem gesehenen Bild ein von der Videokamera eingeblendetes Bild, welches in den Hellzeiten der Laserlichtscheinwerfer aufgenommen worden ist.To reduce the glare in Driving is a system in the Daimler-Chrysler-News from April 5th, 2000 has been presented, which a pulsed laser light as (additional) headlights with a video camera for observing the street. The driver receives additionally an image faded in by the video camera for the image seen, which was recorded in the heyday of the laser light headlights has been.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich jedoch nicht – wie van Daimler-Chrysler gezeigt – um das Ausnutzen der pulsierenden Eigenschaften eines zusätzlichen Infrarot-Laserlichts, sondern um die Reduktion der direkt ins Patientenauge einfallenden Lichtenergie der Beleuchtung selbst, bei gleichzeitiger ausreichender Reizerzeugung im Beobachterauge. Daimler-Chrysler offenbart hingegen nur ein zusätzliches kameragesteuertes System, welches es gestattet, die normale Beleuchtung schwach zu halten.However, the present invention is not - as shown by van Daimler-Chrysler - the exploitation of the pulsating properties of an additional infrared laser light, but the reduction in the amount that falls directly into the patient's eye the light energy of the lighting itself, with sufficient stimulation in the observer's eye. Daimler-Chrysler, on the other hand, only reveals an additional camera-controlled system that allows normal lighting to be kept low.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der gepulste Beleuchtungsstrahl auch dadurch erzeugt werden, dass eine herkömmliche Beleuchtung verwendet wird, deren Beleuchtungsstrahl mittels eines Shutterrades gepulst wird.According to an embodiment of the invention the pulsed illumination beam can also be generated by that conventional lighting is used, the illuminating beam by means of a shutter wheel is pulsed.

Der Shutter hierfür kann elektromechanisch ausgestaltet sein oder ein optoelektronischer, z.B. elektrochromer oder LCD-Shutter sein.The shutter for this can be designed electromechanically be or an optoelectronic, e.g. electrochromic or LCD shutter his.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sendet dadurch weniger Lichtenergie in das Patientenauge, indem das Licht eines Lasers (z.B. Weißlichtlasers) in das Patientenauge gescannt wird. Solange dabei die Wiederholung des Scannens mit einer Frequenz geschieht, die oberhalb der Flimmergrenze des Beobachterauges liegt, nimmt auch bei dieser Technik der Beobachter eine unverminderte Ausleuchtung bei verminderter Energieeinbringung in das Patientenauge wahr. Das Scannen des Laserstrahls kann hierbei sowohl mittels eines optomechanischen Spiegels geschehen, als aber auch mittels eines fixen „2D-reflective displays" (auch „micro mirror" genannt), welches sich der Nanotechnologie bedient, um den Laserstrahl oder einen beliebigen Lichtstrahl wandern zu lassen, indem die einzelnen Spiegelelemente sukzessive in den aktiven Spiegelmodus fallen.Another embodiment of the invention sends thereby less light energy into the patient's eye by the light a laser (e.g. white light laser) is scanned into the patient's eye. As long as the repetition scanning at a frequency that is above the flicker limit of the observer's eye, the observer takes this technique too an undiminished illumination with reduced energy input in the patient's eye is true. The scanning of the laser beam can be done here both by means of an optomechanical mirror, but also also by means of a fixed "2D reflective displays "(also" micro mirror "), which uses nanotechnology to create the Let the laser beam or any light beam travel, by successively switching the individual mirror elements into the active mirror mode fall.

Zusätzlich zu dieser beschriebenen Technologie kann der Laserstrahl auch noch gepulst werden, sei es selbst oder mittels eines Shutters, sodass auch damit eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Energieeinbringung in das Patientenauge geschaffen ist.In addition to this described Technology, the laser beam can also be pulsed, be it itself or by means of a shutter, so that another one too possibility is created to reduce the energy input into the patient's eye.

Im Falle der Verwendung eines Mikrospiegels, welcher sich kleinster, hintereinander geschalteter Teilspiegel bedient, um den Laserstrahl wandern zu lassen, ist eine herkömmliche Beleuchtungsquelle, die den Mikrospiegel flächig bestrahlt, auch denkbar.In the case of using a micromirror, which is the smallest partial mirror connected in series operated to move the laser beam is a conventional one Illumination source that irradiates the micromirror over a large area is also conceivable.

Des Weiteren soll auch im Rahmen der Offenbarung dieser Anmeldung die Kombination eines von vornherein gepulsten Lichts (sei es durch ein Stroboskop oder durch ein zerhacktes/geshuttetes kontinuierliches Licht erzeugt) mit einem optomechanischen Spiegel oder einem Mikrospiegel liegen. Demzufolge würde eine Ver ringerung der Energieeinbringung in das Patientenauge sowohl durch die Pulsation als auch durch das Scannen bewerkstelligt werden.Furthermore, should also be in the frame the disclosure of this application, the combination of one from the outset pulsed light (be it through a stroboscope or through a chopped / shackled continuous Light generated) with an optomechanical mirror or a micromirror lie. As a result, would a reduction in the energy input into the patient's eye both by pulsation as well as by scanning.

Sämtliche hiermit geoffenbarten Schutzbeleuchtungen sollen sowohl für afokale (Strahlengänge gehen durch ein gemeinsames Hauptobjektiv) als auch für Systeme nach Greenough (separate Objektive für jeden stereoskopischen Strahlengang) Anwendung finden.All hereby disclosed protective lights are intended for both afocal (Beam paths go through a common main lens) as well as for systems according to Greenough (separate lenses for each stereoscopic beam path) Find application.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Figuren und in den Patentansprüchen angegeben.Further developments of the invention are indicated in the figures and in the claims.

Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung.The list of reference symbols is a component of revelation.

Anhand von Figuren wird die Erfindung symbolisch und beispielhaft näher erläutert.The invention is based on figures symbolically and exemplarily closer explained.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche Bauteile an.The figures become coherent and comprehensive described. The same reference symbols mean the same components, reference symbols with different indices indicate functionally identical components.

Es zeigen dabeiIt show

1a – ein Diagramm einer zeitlich kontinuierlichen Strahlung einer herkömmlichen Lichtquelle, 1a A diagram of a temporally continuous radiation from a conventional light source,

1b – ein Diagramm einer gepulsten Strahlung, 1b A diagram of a pulsed radiation,

2a – einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit herkömmlicher Beleuchtung, 2a A schematic structure of an exemplary embodiment of a microscope according to the invention with conventional illumination,

2b – einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einer Stroboskoplampe, 2 B A schematic structure of an exemplary embodiment of a microscope according to the invention with a stroboscopic lamp,

2c – einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einem Laser und einem optomechanischen Spiegel, 2c A schematic structure of an exemplary embodiment of a microscope according to the invention with a laser and an optomechanical mirror,

2d – einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einem Laser und einem Mikrospiegel, 2d A schematic structure of an exemplary embodiment of a microscope according to the invention with a laser and a micromirror,

2e – einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einer herkömmlichen Beleuchtung und einem Mikrospiegel und 2e - A schematic structure of an embodiment of a microscope according to the invention with conventional lighting and a micromirror and

2f – einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einer Stroboskoplampe und einem Mikrospiegel. 2f - A schematic structure of an embodiment of a microscope according to the invention with a strobe lamp and a micromirror.

Das Diagramm in 1a stellt die Strahlung einer herkömmlichen Lichtquelle dar, wobei auf der X-Achse der zeitliche Verlauf und auf der Y-Achse die Intensität der Strahlung aufgezeichnet ist. Dabei wird deutlich, dass die Strahlung einer herkömmlichen Lichtquelle über ein gesamtes Zeitintervall t mit einer gleichbleibenden Intensität I erfolgt. Daraus ergibt sich aus dem Produkt I × t die Lichtmenge M.The diagram in 1a represents the radiation of a conventional light source, the time course on the X-axis and the intensity of the radiation being recorded on the Y-axis. It is clear here that the radiation from a conventional light source takes place over a whole time interval t with a constant intensity I. The product I × t gives the quantity of light M.

In 1b ist das Schaubild der Strahlung einer gepulsten Lichtquelle dargestellt, wobei über das gleiche Zeitintervall t vier Hellzeiten P1-P4 mit der gleichen Intensität I von drei Dunkelzeiten D1-D3 abgewechselt werden. Dadurch würde sich mit den dargestellten Größen eine Summe der Teillichtmengen M1+M2+M3+M4 ergeben, welche 3/7 kleiner als die Lichtmenge M ist.In 1b the diagram of the radiation from a pulsed light source is shown, with four bright times P 1 -P 4 with the same intensity I being alternated by three dark times D 1 -D 3 over the same time interval t. This would result in a sum of the partial light quantities M 1 + M 2 + M 3 + M 4 , which is 3/7 smaller than the light quantity M, with the quantities shown.

(Gestützt auf die Erkenntnisse von Talbot-Plateau führt diese Reduktion jedoch nicht zu einer Reduktion des Sehreizes (im Betrachterauge), sofern die Frequenz über der Flimmergrenze liegt. Daher sieht der Beobachter trotz geringerer Lichtmenge gemäß 1b gleich viel wie bei einer Beleuchtung nach 1a.) In der dargestellten Form sind die Hellzeiten PX mit den Dunkelzeiten DX nicht symmetrisch, d.h. die Hellzeiten dauern in der dargestellten Form länger als die Dunkelzeiten. Bei gleich lang dauernden, also gleich breiten Intervallen auf der Zeitachse t, wären sie symmetrisch darzustellen. Wie schon erwähnt, ist dieses jedoch für die Wahrnehmung eines vermeintlich kontinuierlichen Lichts mit der Lichtmenge M = M1+M2+M3+M4+Mn unerheblich, solange das „Aufflackern" der Hellzeiten über der physiologischen Flimmergrenze liegt.(However, based on Talbot Plateau's findings, this reduction does not lead to egg A reduction in the visual stimulus (in the observer's eye) if the frequency is above the flicker limit. Therefore, the observer sees in spite of the smaller amount of light 1b the same as with lighting 1a .) In the form shown, the light times P X are not symmetrical with the dark times D X , ie the light times last longer in the form shown than the dark times. If the intervals on the time axis t have the same length, that is to say the same width, they would have to be represented symmetrically. As already mentioned, however, this is irrelevant for the perception of a supposedly continuous light with the amount of light M = M 1 + M 2 + M 3 + M 4 + M n , as long as the "flare" of the light periods is above the physiological flicker limit.

In 2a ist der schematische Aufbau eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops dargestellt. Durch einen Binokulartubus 2 mit Okularen 1a,b (Okular 1b verdeckt), durch einen optischen Teiler 3 (in welchen eine optionale Kamera 4 integriert ist), durch ein (optionales) Zoom 5, durch eine Beleuchtungseinheit 6 und durch ein Hauptobjektiv 10 wird ein Beobachtungsstrahlengang mit der Achse 12 geführt. Bei einer stereoskopischen Ausführung des Mikroskops liegen rechter und linker Beobachterstrahlengang in der schematischen Seitenansicht aller Zeichnungen hintereinander. Durch das Hauptobjektiv 10 zu diesem Beobachtungsstrahlengang wird mittels der Beleuchtungseinheit 6 ein gepulster Beleuchtungsstrahl 13 eingespiegelt. Die Lampe 9 sendet das Beleuchtungslicht aus, das durch die Beleuchtungsoptik 8 ins Objektfeld 11 abgebildet wird, in welchem das z.B. zu beobachtende Patientenauge liegt. Die Pulsation des Lichtstrahls 13 wird im vorliegenden Fall durch einen Shutter 7 erzeugt. Im Falle der Verwendung einer Stroboskoplampe 9a anstelle einer kontinuierlich strahlenden Lampe 9 ist die Anordnung des Shutterrades im Prinzip überflüssig, soll jedoch zur Optimierung der Beleuchtung des Stroboskops nicht ausgeschlossen sein.In 2a the schematic structure of a surgical microscope according to the invention is shown. Through a binocular tube 2 with eyepieces 1a, b (Eyepiece 1b covered) by an optical divider 3 (in which an optional camera 4 is integrated) by an (optional) zoom 5 , by a lighting unit 6 and through a main lens 10 becomes an observation beam path with the axis 12 guided. In the case of a stereoscopic version of the microscope, the right and left observer beam paths lie one behind the other in the schematic side view of all the drawings. Through the main lens 10 this observation beam path is made by means of the lighting unit 6 a pulsed beam of light 13 mirrored. The lamp 9 emits the illuminating light through the illuminating optics 8th into the object field 11 is shown in which the patient's eye, for example, is located. The pulsation of the light beam 13 is in the present case by a shutter 7 generated. In case of using a strobe lamp 9a instead of a continuously shining lamp 9 the arrangement of the shutter wheel is in principle superfluous, but should not be ruled out to optimize the lighting of the stroboscope.

Der Vorteil einer herkömmlichen Beleuchtung, welche mittels eines Shutterrades getaktet ist, liegt in der guten Lichtqualität gekennzeichnet durch einen der visuellen Beobachtung angepassten Spektralbereich. Dabei wird hier ausdrücklich nicht ausgeschlossen, dass auch Lampen, getaktet oder kontinuierlich, mit nicht sichtbaren Spektralbereichen verwendet werden.The advantage of a conventional one Lighting, which is clocked by means of a shutter wheel, lies in good light quality characterized by one adapted to the visual observation Spectral range. It is expressly not excluded here that even lamps, clocked or continuously, with invisible ones Spectral ranges are used.

Die in allen Zeichnungen dargestellte Durchdringung von Beobachter- und Beleuchtungsstrahlengang ist nicht zwingend erforderlich. Denkbare Ausführungsbeispiele stellen auch eine partielle Durchdringung oder sogar eine strikte Trennung beider Strahlengänge dar.The one shown in all drawings Penetration of the observer and illumination beam path is not absolutely necessary. Conceivable embodiments also represent a partial penetration or even a strict separation of the two beam paths represents.

In 2b ist der gleiche Aufbau eines Mikroskops wie in 2a dargestellt, nur mit dem Unterschied, dass statt der herkömmlichen Beleuchtung 9 eine Stroboskoplampe 9a die gepulste Beleuchtung erzeugt. Die Anordnung des Shutters 7 ist optional.In 2 B is the same structure of a microscope as in 2a shown, with the difference that instead of conventional lighting 9 a strobe lamp 9a which creates pulsed lighting. The arrangement of the shutter 7 is optional.

In 2c ist schematisch dargestellt, dass in diesem Fall ein Laser 9b, z.B. ein Weißlichtlaser, die Funktion der Beleuchtung übernimmt und seinen gebündelten Lichtstrahl auf einen optomechanischen Spiegel 14 wirft. Der optomechanische Spiegel 14 wird mittels dem Motor 15 so präzise bewegt, dass der reflektierte Lichtstrahl 13 eine Scanbewegung ausführt. Wenn dabei die Scanzyklen so rasch aufeinander folgen, das daraus eine Frequenz über der Flimmergrenze resultiert, so nimmt ein Beobachter durch den Binokulartubus 2 eine unverminderte Ausleuchtung des Objektfeldes 11 wahr. Die Anordnung der Beleuchtungsoptik 8 und des Shutters 7 sind optional.In 2c is shown schematically that in this case a laser 9b , for example a white light laser, takes over the function of the lighting and its bundled light beam on an optomechanical mirror 14 throws. The optomechanical mirror 14 is by means of the engine 15 moved so precisely that the reflected light beam 13 executes a scanning movement. If the scan cycles follow each other so quickly that this results in a frequency above the flicker limit, an observer takes through the binocular tube 2 an undiminished illumination of the object field 11 true. The arrangement of the lighting optics 8th and the shutter 7 are optional.

2d zeigt einen Aufbau mit einem Laser 9b und einem symbolisch dargestellten Mikrospiegel 16, welcher die Scanbewegung des Lichtstrahls 13 erzeugt. Auch hier sind die Anordnung der Beleuchtungsoptik 8 und des Shutters 7 optional. 2d shows a structure with a laser 9b and a symbolically represented micromirror 16 which is the scanning movement of the light beam 13 generated. Here too are the arrangement of the lighting optics 8th and the shutter 7 optional.

In 2e ist ein Aufbau mit einer herkömmlichen Beleuchtung 9, mit Beleuchtungsoptik 8 und einem optionalen Shutter 7 dargestellt. Hierbei ist gezeigt, dass es für den Mikrospiegel 16 keines gebündelten Lichtstrahls bedarf, sondern dass eine flächige Beleuchtung mit einem Lichtbüschel 17 erfolgt und das Scannen des Lichtstrahls 13 im Objektfeld 11 durch das sukzessive Aktivieren der einzelnen Spiegelelemente des Mikrospiegels 16 erfolgt.In 2e is a structure with conventional lighting 9 , with lighting optics 8th and an optional shutter 7 shown. It is shown that it is for the micromirror 16 does not require a bundled beam of light, but that extensive lighting with a bundle of light 17 done and scanning the light beam 13 in the object field 11 by successively activating the individual mirror elements of the micromirror 16 he follows.

2f zeigt, dass das Lichtbüschel 17, sei es aufgrund der Pulserzeugung durch die Stroboskoplampe 9a oder durch den Shutter 7 oder beides, den Mikrospiegel auch gepulst treffen kann, sodass ein gepulster Lichtstrahl die Scanbewegung vollführt. 2f shows that the tuft of light 17 , be it due to the pulse generation by the strobe lamp 9a or through the shutter 7 or both, the micromirror can also hit pulsed, so that a pulsed light beam carries out the scanning movement.

1 a, b1 a, b
– Okular - eyepiece
22
– Binokulartubus- Binocular tube
33
– Optischer Teiler - More optical divider
44
– Kamera- camera
55
– Zoom - zoom
66
– Beleuchtungseinheit- lighting unit
77
– Shutter - shutter
7a7a
– Shutterrad- shutter wheel
7b7b
– Elektrochromer Shutter - electrochromic shutter
88th
– Beleuchtungsoptik- lighting optics
99
– Lampe - lamp
9a9a
– Stroboskoplampe- strobe lamp
9b9b
– Laser - laser
1010
– Hauptobjektiv- main lens
1111
– Objektfeld - Object field
1212
– Achse des Beobachtungsstrahlengangs- axis of the observation beam path
1313
– Beleuchtungsstrahl - illuminating beam
1414
– Optomechanischer Spiegel- Optomechanical mirror
1515
– Motor - Engine
1616
– Mikrospiegel- micromirror
1717
– Lichtbüschel - tufts of light
17a17a
– Gepulstes Lichtbüschel- Pulsed light pencil
II
– Intensität - intensity
tt
– Zeitintervall- time interval
M M
– Lichtmenge - amount of light
M1, 2 , 3 , 4 M 1, 2 , 3 , 4
– Teillichtmenge- partial light quantity
P1,2,3,4 P 1,2,3,4
– Hellzeit - Light time
D1,2,3,4 D 1,2,3,4
– Dunkelzeit- Dark time

Claims (19)

Operationsmikroskop mit einem in den Beobachtungsstrahlengang eingespiegelten Beleuchtungsstrahl (13) für ein Objektfeld (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungsstrahl (13) im Betriebszustand gepulst ist.Surgical microscope with an illumination beam reflected in the observation beam path ( 13 ) for an object field ( 11 ), characterized in that the illuminating beam ( 13 ) is pulsed in the operating state. Operationsmikroskop mit einem in den Beobachtungsstrahlengang eingespiegelten Beleuchtungsstrahl (13) für ein Objektfeld (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungsstrahl (13) im Betriebszustand als dünner Strahl über das Objektfeld (11) scanbar ist.Surgical microscope with an illumination beam reflected in the observation beam path ( 13 ) for an object field ( 11 ), characterized in that the illuminating beam ( 13 ) in the operating state as a thin beam over the object field ( 11 ) is scannable. Operationsmikroskop mit einem in den Beobachtungsstrahlengang eingespiegelten Beleuchtungsstrahl (13) für ein Objektfeld (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungsstrahl (13) im Betriebszustand gepulst und als dünner Strahl über das Objektfeld (11) scanbar ist.Surgical microscope with an illumination beam reflected in the observation beam path ( 13 ) for an object field ( 11 ), characterized in that the illuminating beam ( 13 ) pulsed in the operating state and as a thin beam over the object field ( 11 ) is scannable. Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsfrequenz des Beleuchtungsstrahls (13) die Flimmergrenze eines Beobachterauges übersteigt.Surgical microscope according to claim 1, characterized in that the pulse frequency of the illumination beam ( 13 ) exceeds the flicker limit of an observer's eye. Operationsmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanfrequenz des Beleuchtungsstrahls (13) die Flimmergrenze eines Beobachterauges übersteigt.Surgical microscope according to claim 2, characterized in that the scanning frequency of the illumination beam ( 13 ) exceeds the flicker limit of an observer's eye. Operationsmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsfrequenz und die Scanfrequenz des Beleuchtungsstrahls (13) die Flimmergrenze eines Beobachterauges übersteigen.Surgical microscope according to claim 3, characterized in that the pulse frequency and the scanning frequency of the illumination beam ( 13 ) exceed the flicker limit of an observer's eye. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beleuchtung des Objektfeldes (11) eine Stroboskoplampe (9a) vorgesehen ist.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that for illuminating the object field ( 11 ) a strobe lamp ( 9a ) is provided. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beleuchtung des Objektfeldes (11) ein Laser (9b) angeordnet ist, dessen Strahl im Betriebszustand über das Objektfeld (11) in Scan-Schritten gelenkt wird.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that for illuminating the object field ( 11 ) a laser ( 9b ) is arranged, the beam of which in the operating state passes over the object field ( 11 ) is steered in scan steps. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben eine Lichtquelle (9, 9a, 9b) ein oder mehrere Mikrospiegel (16) zur Erzeugung eines gescannten Beleuchtungsstrahls (13) angeordnet sind.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to a light source ( 9 . 9a . 9b ) one or more micromirrors ( 16 ) to generate a scanned illumination beam ( 13 ) are arranged. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Lichtquelle (9, 9a, 9b) ein oder mehrere Shutterräder (7a) und/oder ein oder mehrere elektrochrome Shutter (7b) zur Erzeugung eines gepulsten Beleuchtungsstrahls (13) angeordnet sind.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that in front of a light source ( 9 . 9a . 9b ) one or more shutter wheels ( 7a ) and / or one or more electrochromic shutters ( 7b ) to generate a pulsed illumination beam ( 13 ) are arranged. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dunkelzeiten (D1-Dx) des gepulsten Beleuchtungsstrahls (13) symmetrisch zu den Hellzeiten (P1-Px) sind.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the dark times (D 1 -D x ) of the pulsed illumination beam ( 13 ) are symmetrical to the light times (P 1 -P x ). Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dunkelzeiten (D1-Dx) des gepulsten Beleuchtungsstrahls (13) nicht symmetrisch zu den Hellzeiten (P1-Px) sind.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the dark times (D 1 -D x ) of the pulsed illumination beam ( 13 ) are not symmetrical to the light times (P 1 -P x ). Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung für das Messen der Anzahl der Lichtimpulse und/oder deren Intensität vorgesehen ist und diese Messwerte für den Beobachter anzeig- und dokumentierbar sind.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized characterized that a measuring device for measuring the number of Light pulses and / or their intensity is provided and this Readings for the observer can be displayed and documented. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Strahlenteiler eine CCD-Kamera (4) an den Beobachtungsstrahlengang angeschlossen ist.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that a CCD camera ( 4 ) is connected to the observation beam path. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslesefrequenz des CCD der Kamera (4) mit der gepulsten oder/und gescannten Frequenz des Beleuchtungsstrahls (13) synchronisiert ist.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that that the readout frequency of the CCD of the camera ( 4 ) with the pulsed and / or scanned frequency of the illumination beam ( 13 ) is synchronized. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspiegelung von Bildinformationen oder externer Bilderzeuger mit der Frequenz des Beleuchtungsstrahls (13) synchronisiert ist.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection of image information or external image generators with the frequency of the illumination beam ( 13 ) is synchronized. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Ophthalmo-Operationsmikroskop ist.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized characterized that it is an ophthalmic surgical microscope. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen afokalen Strahlengang umfasst.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized characterized that it includes an afocal beam path. Operationsmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Strahlengang nach Greenough-System umfasst.Surgical microscope according to one of the preceding claims, characterized characterized that there is a beam path according to the Greenough system includes.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006002948A1 (en) * 2006-01-21 2007-08-02 Alexander Von Gencsy Visual system with stroboscopic effect
DE102016113618A1 (en) * 2016-07-25 2018-01-25 Leica Microsystems Cms Gmbh Microscope with automatic sample illumination
CN114903425A (en) * 2022-05-06 2022-08-16 山东探微医疗技术有限公司 Visible light OCT device and method for reducing eye gaze fatigue during focusing

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1333305B8 (en) * 2002-02-04 2007-08-01 Carl Zeiss Surgical GmbH Stereoscopic examination system, stereoscopic image processing apparatus and operating method
JP2004309702A (en) * 2003-04-04 2004-11-04 Olympus Corp Microscope
DE102004034962A1 (en) * 2004-07-16 2006-02-16 Carl Zeiss Jena Gmbh Microscope with increased resolution
DE102004034996A1 (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Carl Zeiss Jena Gmbh Scanning microscope with linear scan
US7593156B2 (en) * 2005-08-26 2009-09-22 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Microscope with micro-mirrors for optional deflection and/or beam splitting
DE102005040471B4 (en) * 2005-08-26 2007-06-21 Leica Microsystems (Schweiz) Ag microscope
CZ299772B6 (en) * 2008-02-06 2008-11-19 Sieger@Ladislav Pulse excitation method of light-emitting diodes with removal of stroboscopic phenomena
CN103108125B (en) * 2013-01-07 2015-08-19 华中科技大学 A kind of capture Synchronizing Control Devices of multicamera system and method thereof
CN104783956A (en) * 2015-03-31 2015-07-22 孟维哲 Ophthalmic disease nursing device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769963A (en) * 1972-03-31 1973-11-06 L Goldman Instrument for performing laser micro-surgery and diagnostic transillumination of living human tissue
DE3339172A1 (en) * 1983-10-28 1985-05-15 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim LIGHT TRAP FOR EYE EXAMINATION DEVICES
DE3607767C1 (en) * 1986-03-08 1987-04-02 Wolf Gmbh Richard Video endoscope
US4834528A (en) * 1986-08-15 1989-05-30 Cornell Research Foundation, Inc. Infrared photoretinoscope
US4948247A (en) * 1988-09-21 1990-08-14 Lapeyre James M High speed stroboscope system for visually observing dynamic properties by moving objects of various characteristics
US5094523A (en) * 1990-05-11 1992-03-10 Eye Research Institute Of Retina Foundation Bidirectional light steering apparatus
US5299053A (en) * 1990-10-26 1994-03-29 American Cyanamid Company Variable shutter illumination system for microscope
DE59510912D1 (en) * 1994-04-11 2004-07-15 Leica Mikroskopie Systeme Ag H Surgical microscope system with data processing unit
DE69533903T2 (en) * 1994-08-18 2005-12-08 Carl Zeiss Meditec Ag Surgical apparatus controlled by optical coherence tomography
US6089716A (en) * 1996-07-29 2000-07-18 Lashkari; Kameran Electro-optic binocular indirect ophthalmoscope for stereoscopic observation of retina
JP3350442B2 (en) * 1998-04-09 2002-11-25 科学技術振興事業団 Microscope system
DE10029680B4 (en) * 2000-06-23 2016-06-16 Leica Microsystems Cms Gmbh The microscope assemblage
US6798571B2 (en) * 2001-01-11 2004-09-28 Interscope Technologies, Inc. System for microscopic digital montage imaging using a pulse light illumination system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006002948A1 (en) * 2006-01-21 2007-08-02 Alexander Von Gencsy Visual system with stroboscopic effect
DE102016113618A1 (en) * 2016-07-25 2018-01-25 Leica Microsystems Cms Gmbh Microscope with automatic sample illumination
DE102016113618B4 (en) 2016-07-25 2018-03-08 Leica Microsystems Cms Gmbh Microscope with automatic sample illumination
CN114903425A (en) * 2022-05-06 2022-08-16 山东探微医疗技术有限公司 Visible light OCT device and method for reducing eye gaze fatigue during focusing
CN114903425B (en) * 2022-05-06 2024-03-12 山东探微医疗技术有限公司 Visible light OCT device and method for reducing eye gazing fatigue during focusing

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